JP5500205B2 - Fuel supply / discharge mechanism of traveling crane - Google Patents
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Description
本発明は、走行クレーンの燃料給排機構に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply / discharge mechanism for a traveling crane.
従来、走行車両のエンジンの複数のインジェクタに燃料を供給するとともに、その各インジェクタから排出される余剰の燃料を回収する燃料給排機構が知られている。下記特許文献1には、このような燃料給排機構の一例が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel supply / discharge mechanism that supplies fuel to a plurality of injectors of an engine of a traveling vehicle and collects excess fuel discharged from each injector is known. Patent Document 1 below discloses an example of such a fuel supply / discharge mechanism.
特許文献1に開示された燃料給排機構は、燃料を貯留するメインタンクと、メインタンクから燃料を吸引してインジェクタ側へ吐出するフィードポンプと、フィードポンプから吐出された燃料の蓄圧を行い、その燃料を各インジェクタへ分配して供給するコモンレールと、各インジェクタから排出される余剰の燃料をメインタンクへ戻す戻し管とを備えている。エンジンには、各インジェクタと対応する複数のシリンダが設けられているとともに、その各シリンダ毎に吸気弁と排気弁が設けられている。エンジンの作動時には、シリンダ内にインジェクタから燃料が噴射されるとともに吸気弁から空気が導入される吸気工程と、シリンダ内に導入された燃料と空気の混合気体が圧縮される圧縮工程と、その圧縮された混合気体がシリンダ内で燃焼されて動力が生成される燃焼行程と、シリンダ内から燃焼後の排ガスが排気弁を通じて排出される排気工程とが繰り返し行われる。インジェクタには、エンジンにおいて所望の動力の生成に要する燃料の量よりも多めの燃料が供給され、余剰の燃料は、インジェクタから排出されて戻し管を通り、メインタンクへ回収されるようになっている。 The fuel supply / discharge mechanism disclosed in Patent Literature 1 performs a pressure accumulation of a main tank that stores fuel, a feed pump that sucks fuel from the main tank and discharges the fuel to the injector side, and a fuel that is discharged from the feed pump, A common rail that distributes and supplies the fuel to each injector and a return pipe that returns excess fuel discharged from each injector to the main tank are provided. The engine is provided with a plurality of cylinders corresponding to each injector, and an intake valve and an exhaust valve are provided for each cylinder. During the operation of the engine, fuel is injected from the injector into the cylinder and air is introduced from the intake valve, a compression process in which the mixed gas of fuel and air introduced into the cylinder is compressed, and the compression A combustion process in which the mixed gas is burned in the cylinder to generate power and an exhaust process in which exhaust gas after combustion is discharged from the cylinder through the exhaust valve are repeatedly performed. More fuel is supplied to the injector than the amount of fuel required to generate the desired power in the engine, and surplus fuel is discharged from the injector, passes through the return pipe, and is collected into the main tank. Yes.
ところで、上記のような燃料給排機構をある種の走行クレーンに適用する場合には、エンジンの停止中にインジェクタ内に空気が入り込み、その後、エンジンを再始動させる時のエンジンの始動性が悪化する虞がある。その理由は、以下の通りである。 By the way, when the fuel supply / discharge mechanism as described above is applied to a certain type of traveling crane, air enters the injector while the engine is stopped, and then the startability of the engine deteriorates when the engine is restarted. There is a risk of doing. The reason is as follows.
各種走行クレーンの中には、上部旋回体にエンジンを搭載した走行クレーンがある。また、走行クレーンでは、乗用車等に比べて非常に大容量の燃料タンクが必要となるため、メインタンクが大型化する。走行クレーンの上部旋回体には、ブームやマスト等の起伏部材やウィンチ、その他の多くの構成部材が搭載されているため、スペースが限られており、大型のメインタンクを設置するのは困難である。また、上部旋回体にメインタンクを設置すると、給油作業を上部旋回体上に上って行わなければならず、作業負担が増大する。これらの理由から、メインタンクは、走行クレーンの下部走行体に設置されることが多い。しかし、上部旋回体にエンジンを搭載した走行クレーンにおいて、このようにメインタンクが下部走行体に設置されると、メインタンクがエンジンよりも低い位置に配置され、且つ、エンジンとメインタンクとの間に大きな高低差が形成されるため、当該高低差に起因して戻し管内がインジェクタ内の圧力に対して負圧になる。エンジンの停止中には、各シリンダ毎に設けられた吸気弁と排気弁の中に閉状態になっているものと開状態になっているものとが混在しており、戻し配管内がインジェクタ内に対して負圧になっていると、開状態になっている吸気弁又は排気弁を通じてその弁と対応するインジェクタ内に空気が入り込む場合がある。そして、各インジェクタは、コモンレールを介して互いに繋がっていることから、いずれかのインジェクタ内に空気が入り込むと、その空気は、コモンレールを通じて他のインジェクタ内にも侵入することになる。その結果、エンジンの再始動時に全てのインジェクタにおいて燃料の噴射不良が生じ、エンジンの始動性が悪化する場合がある。 Among various traveling cranes, there is a traveling crane in which an engine is mounted on an upper swing body. Moreover, since a traveling crane requires a fuel tank with a very large capacity compared to a passenger car or the like, the main tank is enlarged. The upper swing body of a traveling crane is equipped with hoisting members such as booms and masts, winches, and many other components, so space is limited and it is difficult to install a large main tank. is there. Further, if the main tank is installed on the upper swing body, the refueling work must be performed on the upper swing body, which increases the work load. For these reasons, the main tank is often installed on the lower traveling body of the traveling crane. However, in a traveling crane with an engine mounted on the upper swing body, when the main tank is installed on the lower traveling body in this way, the main tank is disposed at a position lower than the engine, and between the engine and the main tank. Since a large height difference is formed in the return pipe, the pressure in the return pipe becomes negative with respect to the pressure in the injector due to the height difference. When the engine is stopped, the intake valve and exhaust valve provided for each cylinder are both closed and open, and the return pipe is inside the injector. If the air pressure is negative, air may enter the injector corresponding to the valve through the intake valve or the exhaust valve that is open. Since each injector is connected to each other through a common rail, when air enters one of the injectors, the air also enters another injector through the common rail. As a result, fuel injection failure occurs in all injectors when the engine is restarted, and engine startability may deteriorate.
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料のメインタンクが下部旋回体に設けられているとともにエンジンが上部旋回体に設けられている走行クレーンにおいて、エンジンの始動性の悪化を防止することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is a traveling crane in which a main tank of fuel is provided in a lower swing body and an engine is provided in an upper swing body. This is to prevent deterioration of engine startability.
上記目的を達成するための手段として、インジェクタからメインタンクへの戻し配管の途中にチェック弁を設けることが考えられる。この構成によれば、エンジンの停止中に、戻し配管のうちの当該チェック弁とインジェクタとの間の圧力をチェック弁の設定圧力に保持することができ、エンジンとメインタンクとの間に大きな高低差があっても、インジェクタ内に空気が入り込むのを抑制できる。 As a means for achieving the above object, it is conceivable to provide a check valve in the middle of the return pipe from the injector to the main tank. According to this configuration, when the engine is stopped, the pressure between the check valve and the injector in the return pipe can be maintained at the set pressure of the check valve, and a large level between the engine and the main tank can be maintained. Even if there is a difference, air can be prevented from entering the injector.
しかしながら、チェック弁が長期間に亘って使用されていると、燃料中の不純物が当該チェック弁内に入り込んで当該チェック弁の遮断機能が不完全になる場合がある。この場合には、エンジンの停止中に戻し配管のうちチェック弁とインジェクタとの間にある燃料が少しずつメインタンク側へ抜けていき、戻し配管のうちのチェック弁とインジェクタとの間の圧力が徐々に低下して、開状態になっている排気弁又は吸気弁からインジェクタへの空気の吸い込みが生じることになる。このため、エンジンの停止が長時間に及ぶと、結果的にエンジンの始動性が悪化することになる。また、エンジンの作動中は、燃料の温度が上昇しているが、エンジンが停止すると、燃料の温度が低下し、燃料の収縮が生じる。この燃料の収縮は戻し配管内でも生じ、それによって戻し配管内が負圧になるため、このことも、インジェクタへの空気の吸い込みを生じさせる要因となり、エンジンの始動性の悪化の要因となる。 However, if the check valve has been used for a long period of time, impurities in the fuel may enter the check valve and the check valve may be incompletely shut off. In this case, when the engine is stopped, the fuel between the check valve and the injector in the return pipe gradually escapes to the main tank, and the pressure between the check valve and the injector in the return pipe is reduced. It gradually decreases, and air is sucked into the injector from the open exhaust valve or intake valve. For this reason, when the engine is stopped for a long time, the startability of the engine deteriorates as a result. Further, while the engine is operating, the temperature of the fuel is increasing. However, when the engine is stopped, the temperature of the fuel is decreased and the fuel is contracted. This contraction of the fuel also occurs in the return pipe, which causes a negative pressure in the return pipe. This also causes the air to be sucked into the injector, and the engine startability deteriorates.
そこで、本願発明者は、この問題点を解決するために以下のような走行クレーンの燃料給排機構を発明した。この発明による燃料給排機構は、下部走行体と、その下部走行体上に旋回自在となるように搭載された上部旋回体と、その上部旋回体に設けられたエンジンと、前記下部走行体に設けられ、前記エンジンへ供給するための燃料を貯留するメインタンクとを備え、前記エンジンは、内部で燃料を圧縮するとともに燃焼させる複数のシリンダと、その各シリンダ内に燃料を供給する複数のインジェクタとを有する走行クレーンに設けられ、前記エンジンに対する燃料の給排のための燃料給排機構であって、前記メインタンクから燃料を吸引して吐出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプと前記複数のインジェクタとの間に接続され、前記燃料ポンプから吐出された燃料を前記各インジェクタに分配して供給するコモンレールと、前記複数のインジェクタと前記メインタンクとの間でそれらのインジェクタとメインタンクとを繋ぎ、前記各インジェクタから排出される余剰の燃料を前記メインタンクへ戻すための戻し配管と、前記戻し配管に設けられたサブタンクとを備え、前記戻し配管は、前記インジェクタと前記サブタンクとを繋ぐ第1戻し配管と、前記サブタンクと前記メインタンクとを繋ぎ、チェック弁が設けられた第2戻し配管とを有し、前記サブタンク内には、前記第1戻し配管の当該サブタンク側の端部よりも高い位置まで燃料が充填されるとともに、その充填された燃料の上側に大気圧よりも高圧の空気層が設けられる(請求項1)。 Therefore, in order to solve this problem, the present inventor has invented a fuel supply / discharge mechanism for a traveling crane as follows. A fuel supply / discharge mechanism according to the present invention includes a lower traveling body, an upper revolving body mounted on the lower traveling body so as to be rotatable, an engine provided in the upper revolving body, and the lower traveling body. A main tank for storing fuel to be supplied to the engine, the engine compressing and burning the fuel therein, and a plurality of injectors for supplying the fuel into each cylinder A fuel supply / discharge mechanism for supplying and discharging fuel to and from the engine, a fuel pump for sucking and discharging fuel from the main tank, the fuel pump, and the plurality of injectors And a common rail connected to each of the injectors and supplying the fuel discharged from the fuel pump to the injectors, and the plurality of injectors Connecting the injector and the main tank between the main tank and the main tank, a return pipe for returning the excess fuel discharged from each injector to the main tank, and a sub tank provided in the return pipe; The return pipe has a first return pipe connecting the injector and the sub tank, and a second return pipe connecting the sub tank and the main tank and provided with a check valve. Is filled with fuel up to a position higher than the end of the first return pipe on the sub-tank side, and an air layer having a pressure higher than atmospheric pressure is provided above the filled fuel. ).
この走行クレーンの燃料給排機構では、戻し配管にサブタンクが設けられ、インジェクタとサブタンクとを繋ぐ第1戻し配管のサブタンク側の端部よりも高い位置まで燃料がサブタンク内に充填されるとともに、サブタンク内の燃料の上側に大気圧よりも高圧の空気層が設けられるため、第2戻し配管に設けられたチェック弁内に不純物が入り込んでそのチェック弁の遮断機能が不完全になり、エンジンの停止中に第2戻し配管内の圧力が低下したとしても、第1戻し配管内の燃料の圧力は、サブタンク内の空気層の圧力により維持することができる。このため、第1戻し配管内の圧力が大気圧に対して負圧になるのを防止することができる。その結果、その第1戻し配管が接続されたインジェクタに付設された吸気弁が開状態になっていても、そのインジェクタに空気が吸い込まれるのを防止することができ、そのインジェクタとコモンレールを介して繋がる他のインジェクタへの空気の侵入も防止することができる。従って、この走行クレーンの燃料給排機構によれば、長時間に亘るエンジンの停止後であっても、エンジンの始動性の悪化を防ぐことができる。また、この構成では、エンジンの停止により、第1戻し配管内の燃料の温度が低下し、その燃料が収縮しても、その燃料の収縮に起因する第1戻し配管内の圧力低下をサブタンク内の空気層の圧力で補填することができる。このため、燃料の温度低下による第1戻し配管内の圧力低下を抑制して、当該要因によるインジェクタへの空気の吸い込みを防止することができる。 In the fuel supply / discharge mechanism of this traveling crane, a subtank is provided in the return pipe, and the subtank is filled with fuel up to a position higher than the end on the subtank side of the first return pipe connecting the injector and the subtank. Since an air layer higher than atmospheric pressure is provided on the upper side of the fuel in the inside, impurities enter the check valve provided in the second return pipe, and the shut-off function of the check valve becomes incomplete, and the engine stops. Even if the pressure in the second return pipe decreases, the fuel pressure in the first return pipe can be maintained by the pressure of the air layer in the sub tank. For this reason, it can prevent that the pressure in a 1st return piping turns into a negative pressure with respect to atmospheric pressure. As a result, even if the intake valve attached to the injector to which the first return pipe is connected is in an open state, it is possible to prevent air from being sucked into the injector, via the injector and the common rail. Intrusion of air into other connected injectors can also be prevented. Therefore, according to the fuel supply / discharge mechanism of the traveling crane, it is possible to prevent the startability of the engine from being deteriorated even after the engine has been stopped for a long time. Further, in this configuration, even if the temperature of the fuel in the first return pipe decreases due to the engine stop and the fuel contracts, the pressure drop in the first return pipe due to the contraction of the fuel is reduced in the sub tank. It can be compensated by the pressure of the air layer. For this reason, the pressure drop in the first return pipe due to the temperature drop of the fuel can be suppressed, and the intake of air into the injector due to the factor can be prevented.
上記走行クレーンの燃料給排機構において、前記第2戻し配管の前記サブタンク側の端部は、そのサブタンク内において、前記第1戻し配管の前記サブタンク側の端部よりも高い位置に配置されていることが好ましい(請求項2)。 In the fuel supply / discharge mechanism of the traveling crane, the end portion on the sub tank side of the second return pipe is disposed at a position higher than the end portion on the sub tank side of the first return pipe in the sub tank. (Claim 2).
この構成によれば、エンジンの停止中に、仮に、チェック弁を通じたメインタンク側への燃料の漏れが進行してサブタンク内の燃料が減少しても、そのサブタンク内の燃料の油面の高さ位置は、当該サブタンク内の第2戻し配管の端部の高さ位置よりも低下することはない。このため、サブタンク内において第2戻し配管の端部よりも低い位置に配置されている第1戻し配管の端部が燃料の上側の空気層内に露出するのを防ぐことができ、第1戻し配管を通じてインジェクタへ空気が侵入するのを防ぐことができる。 According to this configuration, even if the leakage of fuel to the main tank side through the check valve proceeds and the fuel in the sub tank decreases while the engine is stopped, the oil level of the fuel in the sub tank is increased. The position does not fall below the height position of the end of the second return pipe in the sub tank. For this reason, it can prevent that the edge part of the 1st return piping arrange | positioned in the position lower than the edge part of 2nd return piping in a subtank is exposed in the air layer above fuel, and 1st return Air can be prevented from entering the injector through the pipe.
上記走行クレーンの燃料給排機構において、前記サブタンクは、前記インジェクタよりも高い位置に配置されていることが好ましい(請求項3)。 In the fuel supply / discharge mechanism of the traveling crane, it is preferable that the sub tank is disposed at a position higher than the injector.
この構成によれば、サブタンク内の空気層から第1戻し配管内の燃料に付与される圧力に、サブタンクとインジェクタとの高低差に起因する圧力が加わるため、エンジンの停止中のインジェクタへの空気の入り込みをより有効に防止することができる。 According to this configuration, since the pressure due to the difference in height between the sub tank and the injector is added to the pressure applied to the fuel in the first return pipe from the air layer in the sub tank, the air to the injector when the engine is stopped Can be more effectively prevented.
上記走行クレーンの燃料給排機構において、前記サブタンク内には、当該サブタンク内の燃料が揺れたときにその燃料に流動抵抗を与えて当該燃料の揺れを抑制するための抵抗付与部が設けられていることが好ましい(請求項4)。 In the fuel supply / discharge mechanism of the traveling crane, a resistance imparting unit is provided in the sub tank for applying a flow resistance to the fuel when the fuel in the sub tank is shaken to suppress the fuel shake. (Claim 4).
この構成によれば、サブタンクに振動等が与えられてサブタンク内の燃料が揺れた時でも、抵抗付与部により燃料の揺れを抑制することができるので、第1戻し配管のサブタンク側の端部が燃料の上側の空気層内に露出するのを抑制することができる。従って、この構成では、サブタンク内の燃料が揺れた時にサブタンク内の空気が第1戻し配管を通じてインジェクタ内へ入り込むのを抑制することができる。 According to this configuration, even when vibration or the like is given to the sub tank and the fuel in the sub tank is shaken, the resistance applying portion can suppress the fuel shake, so the end portion on the sub tank side of the first return pipe is Exposure to the air layer above the fuel can be suppressed. Therefore, in this configuration, when the fuel in the sub tank shakes, the air in the sub tank can be prevented from entering the injector through the first return pipe.
この場合において、前記抵抗付与部は、前記サブタンク内において前記第1戻し配管の前記サブタンク側の端部及び前記第2戻し配管の前記サブタンク側の端部よりも高い位置に水平に配置された隔壁からなり、当該隔壁には、燃料を流通させるための貫通穴が形成されていてもよい(請求項5)。 In this case, the resistance applying portion is a partition wall horizontally disposed in a position higher than the end portion on the sub tank side of the first return pipe and the end portion on the sub tank side of the second return pipe in the sub tank. The partition wall may be formed with a through hole for allowing the fuel to flow therethrough (Claim 5).
この構成によれば、サブタンク内の燃料が揺れたときに隔壁により第1戻し配管内に空気が入り込むのを抑制しつつ、第1戻し配管及び第2戻し配管の内圧が低下するときには、隔壁に形成された貫通穴を通じてサブタンク内の燃料をスムーズに第1戻し配管及び第2戻し配管へ流動させることができる。 According to this configuration, when the fuel in the sub-tank shakes, air is prevented from entering the first return pipe by the partition wall, and when the internal pressure of the first return pipe and the second return pipe decreases, the partition wall The fuel in the sub-tank can smoothly flow to the first return pipe and the second return pipe through the formed through hole.
以上説明したように、本発明によれば、燃料のメインタンクが下部旋回体に設けられているとともにエンジンが上部旋回体に設けられている走行クレーンにおいて、長時間に及ぶエンジンの停止後でも、エンジンの始動性の悪化を防止することができる。 As described above, according to the present invention, in the traveling crane in which the main tank of fuel is provided in the lower turning body and the engine is provided in the upper turning body, even after the engine is stopped for a long time, Deterioration of engine startability can be prevented.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態による燃料給排機構は、走行クレーンに設けられ、エンジン106に燃料を供給するとともに、そのエンジン106のインジェクタから排出される余剰の燃料を回収するものである。
The fuel supply / discharge mechanism according to the embodiment of the present invention is provided in a traveling crane, supplies fuel to the
本実施形態では、走行クレーンは、図1に示すように、いわゆるホイールクレーンであり、下部走行体102と、その下部走行体102上に縦軸回りに旋回自在となるように搭載された上部旋回体104とを備えている。
In this embodiment, the traveling crane is a so-called wheel crane, as shown in FIG. 1, and an upper swing mounted on the
下部走行体102には、エンジン106へ供給するための燃料を貯留するメインタンク108が設けられている。このメインタンク108は、大容量を確保するために大型であり、数百リットルの容量を有する。また、下部走行体102には、車輪102aを回転させて当該下部走行体102の走行を行うための図略の走行用駆動機構が設けられている。
The
上部旋回体104は、その下面が地面から約2mの高さに位置するように設けられている。上部旋回体104には、エンジン106、ブーム107、ブーム107を起伏させるための起伏用シリンダ110、ブーム107を伸縮させるための図略の伸縮用シリンダ、ブーム107の先端から吊り下げられるフック112を昇降させるための図略の油圧ウィンチ、上部旋回体104を旋回させるための図略の旋回用油圧駆動機構、及び、図略の油圧ポンプ等が設けられている。本実施形態の走行クレーンでは、エンジン106が出力する動力により図略の油圧ポンプが駆動され、その油圧ポンプから供給される油圧を利用して、走行用駆動機構による下部走行体102の走行、旋回用油圧駆動機構による当該上部旋回体104の旋回、起伏用シリンダ110によるブーム106の起伏、伸縮用シリンダによるブーム106の伸縮、油圧ウィンチによるフック112の昇降等が行われるようになっている。また、本実施形態では、上部旋回体104にエンジン106が設けられ、下部走行体102にメインタンク108が設けられていることから、エンジン106がメインタンク108よりも高い位置に配置されているとともに、そのエンジン106とメインタンク108との間に大きな高低差が形成されている。
The
エンジン106は、複数のシリンダ106aと、複数のインジェクタ106bと、複数の吸気弁106cと、複数の排気弁106dとを備えている(図2参照)。なお、図2では、1組のシリンダ106a、インジェクタ106b、吸気弁106c及び排気弁106dのみを示し、他のシリンダ106a、インジェクタ106b、吸気弁106c及び排気弁106dは図示を省略している。
The
各シリンダ106aは、内部で燃料と空気の混合気体を圧縮するとともに燃焼させるものである。具体的には、各シリンダ106a内には、ピストン106eがそれぞれ収容されており、このピストン106eがシリンダ106a内で上方へ移動することによって燃料と空気の混合気体を圧縮するようになっている。
Each
インジェクタ106bは、各シリンダ106aの上部にそれぞれ設けられている。インジェクタ106bは、シリンダ106a内に燃料を供給(噴射)するものである。なお、インジェクタ106bとメインタンク108との高低差は、例えば1.5m以上である。インジェクタ106bは、ノズル106fと、そのノズル106f内に設けられた噴射弁106gとを備えており、噴射弁106gが開状態になることによってノズル106fの先端から燃料がシリンダ106a内に噴射されるようになっている。
The
吸気弁106cと排気弁106dは、各シリンダ106aの上部にそれぞれ設けられている。シリンダ106aには、吸気路106hと排気路106iとが接続されており、吸気弁106cは、シリンダ106a内の空間に対する吸気路106hの接続部に設けられ、排気弁106dは、シリンダ106a内の空間に対する排気路106iの接続部に設けられている。
The
吸気弁106cは、吸気路106hとシリンダ106a内の空間とを連通させる開位置と、吸気路106hとシリンダ106a内の空間との連通を遮断する閉位置との間で移動可能となっている。吸気路106hは、大気開放されており、吸気弁106cが開位置に移動することによって、吸気路106hとシリンダ106a内の空間とが連通し、シリンダ106a内に吸気路106hを通じて空気を取り込み可能となる。
The
排気弁106dは、排気路106iとシリンダ106a内の空間とを連通させる開位置と、排気路106iとシリンダ106a内の空間との連通を遮断する閉位置との間で移動可能となっている。排気路106iは、吸気路106hと同様に大気開放されており、排気弁106dが開位置に移動することによって、排気路106iとシリンダ106a内の空間とが連通し、シリンダ106a内から排気路106iを通じて排ガスを排出可能となる。
The
以上のような構成を有するエンジン106では、吸気工程、圧縮工程、燃焼行程、排気工程が順番に繰り返し行われることによって動力を生成する。具体的には、吸気工程では、吸気弁106cが開位置に移動してピストン106eの下方への移動に伴って吸気路106hからシリンダ106b内に空気が取り込まれる。次に、圧縮工程では、ピストン106eが上方へ移動してシリンダ106b内で空気を圧縮し、その圧縮の完了間際にインジェクタ106bの噴射弁106gが開状態になってそのインジェクタ106bからシリンダ106b内に燃料が噴射される。その後、燃焼行程では、圧縮された空気と燃料の混合気体が燃焼されて爆発力が生じ、それによってピストン106eが下方へ押動され、動力が生成される。その後、排気工程では、排気弁106dが開位置に移動し、ピストン106eが上方へ移動することによって、シリンダ106b内から排ガスが排気路106iへ排出される。このようなエンジン106では、その停止時に、インジェクタ106bの噴射弁106gが開状態になっているとともに吸気弁106cが開位置に配置されていて吸気路106hとシリンダ106b内の空間とインジェクタ106b内とが連通しているものが存在する場合がある。この場合には、そのインジェクタ106bに繋がっている第1戻し配管14a内の圧力が仮にインジェクタ106b内の圧力(大気圧)に対して負圧になると、そのシリンダ106b内に吸気路106hから空気が吸い込まれてしまう。
In the
本実施形態による燃料給排機構は、このようなインジェクタ106bへの空気の吸い込みを防止し得るように構成されている。具体的には、本実施形態による燃料給排機構は、供給配管2と、燃料供給ポンプ4と、フィルタ8と、コモンレール10と、供給側チェック弁12と、戻し配管14と、戻し側チェック弁16と、サブタンク18とを備えている。
The fuel supply / discharge mechanism according to the present embodiment is configured to prevent such suction of air into the
供給配管2は、メインタンク108とエンジン106の複数のインジェクタ106bとを繋ぐ配管である。この供給配管2は、メインタンク108と燃料供給ポンプ4とを繋ぐ第1供給配管2aと、燃料供給ポンプ4とコモンレール10とを繋ぐ第2供給配管2bと、コモンレール10と複数のインジェクタ106bとを繋ぐ複数の第3供給配管2cとによって構成されている。
The
第1供給配管2aには、フィルタ8と供給側チェック弁12が設けられている。フィルタ8は、燃料に含まれる異物を除去するためのものであり、供給側チェック弁12は、燃料供給ポンプ4からメインタンク108側への燃料の逆流を防止するためのものである。
The
燃料供給ポンプ4は、第1供給配管2aを通じてメインタンク108から燃料を吸引する。これにより、燃料供給ポンプ4には、フィルタ8によって異物が除去された燃料が導入され、燃料供給ポンプ4は、吸引した燃料を圧力を上げて第2供給配管2bを通じてコモンレール10へ送出する。なお、燃料供給ポンプ4は、本発明の「燃料ポンプ」の概念に含まれるものである。
The fuel supply pump 4 sucks fuel from the
コモンレール10は、燃料噴射ポンプ6から送られる燃料を一時的に蓄えて、その燃料を各インジェクタ106bへ分配して供給するものである。このコモンレール10では、燃料噴射ポンプ6から高圧化された状態で送られてくる燃料の蓄圧を行い、その蓄圧した燃料を各第3供給配管2cを通じて各インジェクタ106bへ分配する。
The
戻し配管14は、複数のインジェクタ106bとメインタンク108との間でそれらのインジェクタ106bとメインタンク108とを繋ぎ、各インジェクタ106bから排出される余剰の燃料をメインタンク108へ戻すための配管である。この戻し配管14にサブタンク18が設けられている。戻し配管14は、各インジェクタ106bとサブタンク18とを繋ぐ第1戻し配管14aと、サブタンク18とメインタンク108とを繋ぐ第2戻し配管14bとによって構成されている。第1戻し配管14aは、それぞれのインジェクタ106bに接続される複数の分岐配管14cと、これらの分岐配管14cの終端に繋がる共通の接続配管14dとによって構成され、この接続配管14dがサブタンク18に接続されている。具体的には、各分岐配管14cは、対応するインジェクタ106bから排出される(溢れる)余剰の燃料を導出するようにそのインジェクタ106bに接続されている。また、接続配管14dは、サブタンク18の底部に接続されており、それによって、第1戻し配管14a内とサブタンク18内の空間とが連通している。
The
第2戻し配管14bのうちサブタンク18側の端部は、サブタンク18の底部に接続されており、それによって、第2戻し配管14b内とサブタンク18内の空間とが連通している。この第2戻し配管14bのサブタンク18側の端部は、サブタンク18内において、第1戻し配管14aの接続配管14dのサブタンク18側の端部よりも高い位置に配置されている。
The end of the
戻し側チェック弁16は、第2戻し配管14bに設けられている。この戻し側チェック弁16は、第2戻し配管14b内のうち当該戻し側チェック弁16に対してサブタンク18側の部位の圧力を所定の設定圧力以上に保持するとともに、その部位の圧力が設定圧力以上であれば、サブタンク18側からメインタンク108側への燃料の流通を許容する。なお、この戻し側チェック弁16は、本発明の「チェック弁」の概念に含まれるものである。
The return
サブタンク18は、各インジェクタ106bから排出された余剰の燃料を一時的に貯留する密閉式のタンクである。このサブタンク18は、メインタンク108に比べて小容量で小型のものである。サブタンク18内には、下部に燃料が充填され、その燃料の上側に大気圧よりも高圧の空気層が設けられる。サブタンク18は、軸方向の両端が閉塞された略円筒状に形成されており、その軸方向が上下方向に一致するように上部旋回体104に設けられている。また、サブタンク18は、全てのインジェクタ106bよりも高い位置に配置されている。サブタンク18は、図3に示すように、その下面を構成する底壁18aと、その上面を構成する天壁18bとを備えている。サブタンク18の底壁18aには、第1戻し配管14aの接続用の第1接続穴18cと、第2戻し配管14bの接続用の第2接続穴18dとが当該底壁18aを貫通するように形成されている。第1戻し配管14aの接続配管14dの端部は、第1接続穴18cに挿入された状態で底壁18aに固定されている。また、第2戻し配管14bの端部は、第2接続穴18dに挿通されてサブタンク18内の底面(底壁18aの上面)から上方に突出している。サブタンク18内には、第2戻し配管14bのサブタンク18側の端部よりも高い位置まで燃料が充填される。従って、サブタンク18内には、第1戻し配管14aの接続配管14dのサブタンク18側の端部よりも高い位置まで燃料が充填されることになる。
The
また、サブタンク18の底壁18aには、ドレン用開口18eが設けられている。このドレン用開口18eは、サブタンク18内に燃料が導入されるときには図略のキャップで封止されている一方、サブタンク18内の燃料を排出したい時には開放され、当該ドレン用開口18eを通じてサブタンク18内の燃料が排出されるようになっている。また、サブタンク18の天壁18bには、空気抜き用開口18fが設けられている。この空気抜き用開口18fは、通常は、図略のキャップによって封止されており、サブタンク18内の空気層の圧力を下げたいときに開放されて当該空気抜き用開口18fを通じて空気抜きが行われる。
A
また、サブタンク18内には、サブタンク18内の燃料が揺れたときにその燃料に流動抵抗を付与してその燃料の揺れを抑制するための抵抗付与部19が設けられている。この抵抗付与部19は、サブタンク18内で揺れる燃料に対して流動抵抗を与えるように設置された上側隔壁19a及び下側隔壁19bからなる。上側隔壁19a及び下側隔壁19bは、サブタンク18内において第2戻し配管14bの端部よりも上側の位置に設けられている。上側隔壁19aと下側隔壁19bは、サブタンク18の内周面の形状に対応する略円板状にそれぞれ形成されており、サブタンク18の軸方向に対して垂直となるように配置されている。すなわち、上側隔壁19a及び下側隔壁19bは、水平に且つ互いに平行に配置されている。また、上側隔壁19a及び下側隔壁19bは、サブタンク18の軸方向(上下方向)において互いに間隔をあけて配置されている。上側隔壁19a及び下側隔壁19bは、それらの周縁がサブタンク18の内周面に溶接されることによってサブタンク18に取り付けられている。
Further, in the
上側隔壁19aの周縁部には、図4に示すように、その周方向に間隔をおいて複数の周縁貫通穴19cが形成されている。上側隔壁19aの中央の位置には、中央貫通穴19dが形成されている。また、下側隔壁19bの周縁部には、上側隔壁19aの複数の周縁貫通穴19cと同じ位置に複数の周縁貫通穴19eが形成されている。また、下側隔壁19bのうち周縁に対して内側の領域には、当該下側隔壁19bの中心に対して径方向において互いに対称となる2箇所に内側貫通穴19fが形成されている。なお、周縁貫通穴19c、中央貫通穴19d、周縁貫通穴19e及び内側貫通穴19fは、本発明の「貫通穴」の概念に含まれるものである。サブタンク18内において、燃料は、上側隔壁19aに形成された複数の周縁貫通穴19c及び中央貫通穴19dと、下側隔壁19bに形成された複数の周縁貫通穴19e及び内側貫通穴19fとを通じて、両隔壁19a,19bの上下間で流通可能となっている。サブタンク18内の燃料が揺れたとしても、この上側隔壁19a及び下側隔壁19bの小さな貫通穴を通る燃料に流通抵抗が与えられることで当該燃料の揺れが抑制され、第1戻し配管14aの接続配管14dの端部及び第2戻し配管14bの端部を空気層に露出させないようになっている。
As shown in FIG. 4, a plurality of peripheral through
サブタンク18内に燃料が充填されるときには、まず、空気抜き用開口18f及びドレン用開口18eが閉止されており、その状態で、エンジン106が始動されて各インジェクタ106bから余剰の燃料が排出され、その余剰の燃料が第1戻し配管14aを通じてサブタンク18内に導入される。これにより、サブタンク18内の燃料の油面が上昇していき、それに伴ってサブタンク18内の燃料の上側の空気層が圧縮されて当該空気層の圧力が上昇する。サブタンク18内の燃料の量、すなわち、サブタンク18内における燃料の油面の高さ位置は、エンジン106の回転数に応じて変化する。具体的には、エンジン106の回転数が上昇するにつれてサブタンク18内の燃料量が増加し、燃料の油面の高さが上昇する。そして、燃料の上側の空気層の圧力は、燃料の油面の高さに応じて変化するので、結果的に、燃料の上側の空気層の圧力は、エンジン106の回転数の増減に応じて増減する。また、空気層の圧力は、エンジン106の停止中には、戻し側チェック弁16の設定圧力に等しい圧力に維持され、エンジン106の作動中は、戻し側チェック弁16の設定圧力と戻し配管14の圧損との合計に等しい圧力になる。具体的には、エンジン106の停止中には、空気層の圧力は150kPa程度になり、エンジン106が低回転数で作動している時には、空気層の圧力は180kPa程度になり、エンジン106が高回転数で作動している時には、空気層の圧力は200kPa程度になる。従って、エンジン106の作動状態(回転数)にかかわらず、サブタンク18内の空気層の圧力は、大気圧よりも高圧に維持される。エンジン106の作動時のサブタンク18内への燃料の導入に伴う燃料の油面の上昇は、戻し側チェック弁16の設定圧力と戻し配管14の圧損との合計に相当する圧力に等しくなった時点で止まり、サブタンク18内の燃料の量が一定になる。
When the
本実施形態では、インジェクタ106bとサブタンク18とを繋ぐ第1戻し配管14aのサブタンク18側の端部よりも高い位置まで燃料がサブタンク18内に充填されるとともに、サブタンク18内の燃料の上側に大気圧よりも高圧の空気層が設けられるため、第2戻し配管14bに設けられた戻し側チェック弁16内に燃料中の不純物が入り込んでその戻し側チェック弁16の遮断機能が不完全になり、エンジン106の停止中に第2戻し配管14b内の圧力が低下したとしても、第1戻し配管14a内の圧力は、サブタンク18内の空気層の圧力によって大気圧よりも高圧に維持することができる。このため、第1戻し配管14a内の圧力が大気圧に対して負圧になるのを防止することができる。このため、エンジン106の停止中に第1戻し配管14aが接続されたインジェクタ106bの噴射弁106gが開状態になっているとともにそのインジェクタ106bに付設された吸気弁106cが開位置に配置されていても、そのインジェクタ106bに吸気路106hを通じて空気が吸い込まれるのを防止することができ、そのインジェクタ106bに吸い込まれた空気が他のインジェクタ106bへ第3供給配管2c及びコモンレール10を通じて侵入することを防止することができる。従って、本実施形態では、長時間に亘るエンジン106の停止後であっても、エンジン106の始動性の悪化を防ぐことができる。
In the present embodiment, the fuel is filled in the
また、本実施形態では、エンジン106の停止により、第1戻し配管14a内の燃料の温度が低下し、その燃料が収縮しても、その燃料の収縮に起因する第1戻し配管14a内の圧力低下をサブタンク18内の空気層の圧力で補填することができる。このため、燃料の温度低下による第1戻し配管14a内の圧力低下を抑制して、当該要因によるインジェクタ106bへの空気の吸い込みを防止することができる。
In the present embodiment, even if the temperature of the fuel in the
また、本実施形態では、第2戻し配管14bのサブタンク18側の端部が、サブタンク18内において、第1戻し配管14aのサブタンク18側の端部よりも高い位置に配置されているため、エンジン106の停止中に、仮に、戻し側チェック弁16を通じたメインタンク108側への燃料の漏れが進行し、サブタンク18内の燃料が第2戻し配管14bを通じてメインタンク108側へ流出して減少しても、そのサブタンク18内の燃料の油面の高さ位置は、サブタンク18内の第2戻し配管14bの端部の高さ位置よりも低下することはない。このため、サブタンク18内において第2戻し配管14bの端部よりも低い位置に配置されている第1戻し配管14aの接続配管14dの端部が燃料の上側の空気層内に露出するのを防ぐことができ、第1戻し配管14aを通じて各インジェクタ106bへ空気が侵入するのを防ぐことができる。
Further, in the present embodiment, the end portion of the
また、本実施形態では、サブタンク18が、エンジン106の全てのインジェクタ106bよりも高い位置に配置されているため、サブタンク18内の空気層から第1戻し配管14a内の燃料に付与される圧力に、サブタンク18とインジェクタ106bとの高低差に起因する圧力が加わる。このため、エンジン106の停止中の各インジェクタ106bへの空気の入り込みをより有効に防止することができる。
In the present embodiment, since the
また、本実施形態では、サブタンク18内には、当該サブタンク18内の燃料が揺れたときにその燃料に流動抵抗を与えて燃料の揺れを抑制するための抵抗付与部18gが設けられているため、サブタンク18に振動等が与えられてサブタンク18内の燃料が揺れた時でも、第1戻し配管14aの接続配管14dのサブタンク18側の端部が燃料の上側の空気層内に露出するのを抑制することができる。このため、本実施形態では、サブタンク18内の燃料が揺れた時にサブタンク18内の空気が第1戻し配管14aを通じて各インジェクタ106b内へ入り込むのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、抵抗付与部18gは、サブタンク18内において第1戻し配管14aの接続配管14dのサブタンク18側の端部及び第2戻し配管14bのサブタンク18側の端部よりも高い位置に水平に配置された上側隔壁19a及び下側隔壁19bからなり、これらの隔壁19a,19bには燃料を流通させるための貫通穴19c,19d,19e,19fが形成されているため、サブタンク18内の燃料が揺れたときにこれらの隔壁19a,19bにより第1戻し配管14a内に空気が入り込むのを抑制しつつ、第1戻し配管14a及び第2戻し配管14bの内圧が低下するときには、これらの隔壁19a,19bに形成された貫通穴19c,19d,19e,19fを通じてサブタンク18内の燃料をスムーズに第1戻し配管14a及び第2戻し配管14bへ流動させることができる。
In the present embodiment, the resistance applying portion 18g is positioned higher in the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
例えば、本発明による燃料給排機構は、ホイールクレーン以外の種類の走行クレーンに適用可能である。例えば、当該燃料給排機構をクローラクレーンに適用してもよい。 For example, the fuel supply / discharge mechanism according to the present invention can be applied to a type of traveling crane other than a wheel crane. For example, the fuel supply / discharge mechanism may be applied to a crawler crane.
また、第2戻し配管のサブタンク側の端部は、サブタンク内において、第1戻し配管の接続配管のサブタンク側の端部の高さ位置以下の高さ位置に配置されていてもよい。 Moreover, the end part on the sub tank side of the second return pipe may be arranged at a height position equal to or lower than the height position of the end part on the sub tank side of the connection pipe of the first return pipe in the sub tank.
また、サブタンクは、エンジンのインジェクタの高さ位置以下の高さ位置に配置されていてもよい。 Moreover, the sub tank may be arrange | positioned in the height position below the height position of the injector of an engine.
また、サブタンク内には、上記抵抗付与部が必ずしも設けられている必要はない。また、サブタンク内に抵抗付与部が設けられているとしても、その抵抗付与部は、上記形態の上側隔壁及び下側隔壁からなるものに限定されない。例えば、1枚の隔壁又は3枚以上の隔壁によって抵抗付与部が構成されていてもよい。また、サブタンクの軸方向(上下方向)に延びる隔壁によって抵抗付与部が構成されていてもよい。また、互いに完全に重ならず、ずれをもって配置された複数の隔壁によって抵抗付与部が構成されていてもよい。 In addition, the resistance applying portion is not necessarily provided in the sub tank. Moreover, even if the resistance imparting portion is provided in the sub tank, the resistance imparting portion is not limited to the one composed of the upper partition and the lower partition in the above-described form. For example, the resistance applying portion may be configured by one partition or three or more partitions. Further, the resistance applying portion may be configured by a partition extending in the axial direction (vertical direction) of the sub tank. Further, the resistance applying portion may be configured by a plurality of partition walls that are not completely overlapped with each other but are displaced.
4 燃料供給ポンプ(燃料ポンプ)
10 コモンレール
14 戻し配管
14a 第1戻し配管
14b 第2戻し配管
18 サブタンク
19 抵抗付与部
19a 上側隔壁(隔壁)
19b 下側隔壁(隔壁)
19c 周縁貫通穴(貫通穴)
19d 中央貫通穴(貫通穴)
19e 周縁貫通穴(貫通穴)
19f 内側貫通穴(貫通穴)
102 下部走行体
104 上部旋回体
106 エンジン
106a シリンダ
106b インジェクタ
108 メインタンク
4 Fuel supply pump (fuel pump)
DESCRIPTION OF
19b Lower partition wall (partition wall)
19c Peripheral through hole (through hole)
19d Center through hole (through hole)
19e Peripheral through hole (through hole)
19f Inner through hole (through hole)
102
Claims (5)
前記メインタンクから燃料を吸引して吐出する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプと前記複数のインジェクタとの間に接続され、前記燃料ポンプから吐出された燃料を前記各インジェクタに分配して供給するコモンレールと、
前記複数のインジェクタと前記メインタンクとの間でそれらのインジェクタとメインタンクとを繋ぎ、前記各インジェクタから排出される余剰の燃料を前記メインタンクへ戻すための戻し配管と、
前記戻し配管に設けられたサブタンクとを備え、
前記戻し配管は、前記インジェクタと前記サブタンクとを繋ぐ第1戻し配管と、前記サブタンクと前記メインタンクとを繋ぎ、チェック弁が設けられた第2戻し配管とを有し、
前記サブタンク内には、前記第1戻し配管の当該サブタンク側の端部よりも高い位置まで燃料が充填されるとともに、その充填された燃料の上側に大気圧よりも高圧の空気層が設けられる、走行クレーンの燃料給排機構。 A lower traveling body, an upper revolving body mounted on the lower traveling body so as to be turnable, an engine provided in the upper revolving body, and provided in the lower traveling body for supplying to the engine The engine is provided in a traveling crane having a plurality of cylinders that compress and burn the fuel therein, and a plurality of injectors that supply the fuel into each cylinder, A fuel supply / discharge mechanism for supplying and discharging fuel to and from the engine,
A fuel pump for sucking and discharging fuel from the main tank;
A common rail connected between the fuel pump and the plurality of injectors, and distributing and supplying the fuel discharged from the fuel pump to the injectors;
A return pipe for connecting the injectors and the main tank between the plurality of injectors and the main tank, and returning surplus fuel discharged from the injectors to the main tank;
A sub tank provided in the return pipe,
The return pipe has a first return pipe that connects the injector and the sub tank, a second return pipe that connects the sub tank and the main tank, and is provided with a check valve.
In the sub tank, fuel is filled up to a position higher than the end of the first return pipe on the sub tank side, and an air layer having a pressure higher than atmospheric pressure is provided above the filled fuel. Fuel supply / discharge mechanism for traveling crane.
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